Laser sintonizavel a fibra dopada com Erbio+3 na configuração em anel : estudo, projeto e implementação

Orientadores: Sergio Celaschi, Rui Fragassi SouzaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia EletricaResumo: Neste trabalho foram desenvolvidas três montagens de um laser sintonizável a fibra dopada com Érbio+3 na configuração em anel visando analisar e estudar suas diversas características tais como: comportamento espectral, potência de saída, eficiência de emissão, potência de limiar, largura de linha, estabilidade ténnica, temporal e espectral e sintonia espectral; comparar os resultados teóricos, obtidos com o modelo utilizado, aos resultados experimentais e buscar uma forma de otimização do projeto e construção deste tipo de laser. O modelamento do laser sintonizável a fibra dopada com Érbio+3 na configuração em anel, foi realizado utilizando - se as deduções analíticas de Pffeifer, Schmuck e Büllow. Este modelo foi estendido para incluir as perdas na entrada do laser em anel e para explicitar a dependência da eficiência de emissão, da potência de limiar e conseqüentemente da potência de saída do laser com o comprimento normalizado da fibra dopada. Para modelar a propagação da emissão espontânea amplificada (ASE) e da potência de bombeio ao longo da fibra dopada utilizou - se a teoria de Desurvire e Simpson. Outras contribuições do presente trabalho são o modelamento da sintonia espectral do laser em anel e a definição de uma Figura de Mérito e de um processo de otimização da mesma que pennitem a obtenção de máxima potência de saída para uma determinada potência de bombeio, através da otimização da refletividade do anel e do comprimento normalizado da fibra dopadaAbstract: Three tunable Erbium-doped fiber ring lasers were assembled concerning the study and analysis of several characteristics such as: spectral behaviour, output power, slope efficiency, pump threshold power, linewidth, spectral, temporal and thermal stabilities and tunability. Theoretical results were compared to experimental data aiming to optimize the design and assembly of fiber ring lasers. The tunable Erbium-doped fiber ring laser was modeled using Pfeiffer's, Schmuck's and BüIlow's analytical model. Pfeiffer's et al's model was extended to include the laser input loss and to explicit the slope efficiency, pump threshold power and output power dependency on the doped-fiber normalized length. The amplified spontaneous emission and pump power propagation were modeled using Desurvire's and Simpson's model. In the present work, the spectral tunability was modeled and a Figure of Merit and its optimization procedure were defined in order to obtain an optimized design and assembly of such fiber ring lasersDoutoradoDoutor em Engenharia Elétric